JPH0327119A - 改良された加水分解安定性を有する繊維 - Google Patents

改良された加水分解安定性を有する繊維

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JPH0327119A
JPH0327119A JP2121070A JP12107090A JPH0327119A JP H0327119 A JPH0327119 A JP H0327119A JP 2121070 A JP2121070 A JP 2121070A JP 12107090 A JP12107090 A JP 12107090A JP H0327119 A JPH0327119 A JP H0327119A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、きわめてすぐれた物理学的性質および高度の
加水分解安定性を有するバラーアラミド繊維、およびこ
のような繊維を作る方法に関する。
本発明は、要約すれば、次の通りである:高い加水分解
安定性の芳香族ポリアミド繊維を開示する。ポリアミド
はクロロテレ7タルアミドを包含するコボリマーまたは
クロロテレフタルアミドを有するホモポリマーを包含す
るホモポリマーのブレンドであり、そして繊維は張力下
に乾燥するか、あるいは熱処理される。
米国特許第3.560.137号(1971午2月2日
発行、Ha h n)は、増大した加水分解耐久性を有
する芳香族ポリアミドを開示している。
この米国特許において、けん縮により損傷した繊維にお
いて増大した加水分解安定性の必要性を認識されており
、そしてポリ(メタフェニレンイソ7タルアミド)繊維
を、けん縮後、非張力下に加熱すべきことを開示した。
米国特許第3.8−69,429号(1975午3月4
日発行、Blades)および米国特許第3,767.
756号(1973年10月23日発行、Blades
)は、高い強度のパラーアラミド繊維を開示している。
これらの米国特許は、パラーアラミド繊維について種々
のコポリマー組戊物を開示しており、そしてクロロテレ
フタ口イルクロライドを使用するホモポリマーおよびク
ロロテレフタ口イルクロライドおよびテレフタロイルク
ロライドを5/95および5 0/5 0のモル比で使
用するコボリマー特別に開示している。150〜160
℃における乾燥の開示が存在し、そして低い張力を使用
することが推奨されている。
熱処理に関して、一般の開示されている条件は0、5〜
15g/デニールの張力において1〜6秒の期間の間1
50〜5 5 0 ’C!である。
米国特許第3.869.430号(1975午3月4日
発行、Blades)は、繊維を、好ましくは250〜
600°Cの温度に0.5〜5秒間1〜8g/デニール
において暴露する、パラーアラミドの繊維の熟処理を開
示している。この特許は、クロロ含有パラーアラミドの
コポリマーの言及は存在しない。
米国特許第6,671.542号(1972午6月20
日発行、Kwo I e k)は、ポリ(p−7エニレ
ン−2.5−ジクロロテレフタルアミド)のホモポリマ
ーから作られた繊維およびそれらの繊維の熱処理を開示
している。
本発明は、ポリマー組戊物中に少なくとも10モル%の
クロロテレフタルアミドを有する芳香族ポリアミドの繊
維から作られた、大きく改良された加水分解安定性の糸
を提供する。ポリマー組戊物は、単独で使用するコポリ
(p−7エニレテレフタルアミド/クロロテレフタルア
ミド)(以後rPPD−T/C I TJ )を包含し
、そしてまたこのようなコボリマーとポリ(p−7エニ
レンテレフタルアミド)ホモポリマーとのブレンドを包
含する。PPD−T/CITコポリマーおよびコポリマ
ーとホモポリマーとのブレンドの糸は、本発明に従い張
力下に熱処理または乾燥すると、PPD−Tホモポリマ
ーから作られた繊維と匹敵する引張り性質−− 1 8
 g/デニールより大きい強力を示すが、劇的に改良さ
れた加水分解安定性を有する。
芳香族ポリアミドの繊維は、それらの高い強さおよび高
いモジュラスについてよく知られている。
しかしながら、また、水性の、とくにアルカリ性の、環
境に暴露したとき、高い安定性を有する、高い強さおよ
び高いモジュラスの繊維が長い間要求されてきている。
高い加水分解安定性を示す繊維は、強化された管および
水中のロープのような分野、ならびに水との接触を包含
する他の用途においてとくに使用されるであろう。
本発明の繊維はクロロテレフタルアミドを有するコポリ
マーからもっぱら作るすることができるか、あるいはそ
れらはこのようなコポリマーまたはクロロテレフタルア
ミドを有するホモポリマーおよびPPD−Tホモポリマ
ーのブレンドから作ることができる。これらの繊維の加
水分解安定性は10モル%より大きいクロロテレフタル
アミド含量、最も顕著には20モル%以上において顕著
なかつ驚くべき飛躍を示すことを記載することは、本発
明の説明の重要な要素である。
本発明の繊維において使用するP P D − T/C
!Tコポリマーは、ジアミンとしてp−フェニレンジア
ミンおよび酸塩化物として、モノクロ口テレフタ口イル
クロライドおよびジクロロテレフタ口イルクロライドの
形態のテレフタ口イルクロライドおよびクロロテレフタ
口イルクロライドから構戊される。クロロテレフタ口イ
ルクロライドは、一般に、70モル%より多いモノクロ
ロテレフタ口イルクロライドおよび30モル%より少な
いジクロロテレフタロイルクロライドであり、そしてこ
のようなものは本発明の実施において好ましい。
実質的に純粋なモノクロロテレ7タ口イルクロライドお
よびジクロロテレフタ口イルクロライドは、得ることが
むしろ困難であるが、また、本発明の実施において使用
することができる。ジアミンの5モル%程度に多くはp
−7エニレンジアミン以外であることができ、そして酸
塩化物の5モル%程度に多くはテレフタロイルクロライ
ドおよびクロロテレ7タ口イルクロライド以外であるこ
とができることを理解すべきである。5モル%の限界は
むしろ任意である。なぜなら、最初のモノマーに非常に
類似する代替のモノマーはより多い量で使用することが
できそして、ある場合において代替七ノマーが最初のモ
ノマーと大きく異なるとき、5モル%より少なくを使用
することができるからである。本発明の実施において許
容することができる代替七ノマーの量は、繊維の製造に
使用するコポリマーの特性を本発明の範囲内に入らない
コポリマーから変更するか否かに依存する。
本発明の実施において使用するボリマー組戊物は、通常
使用される添加剤、例えば、色素、充填剤、艶消剤、安
定剤、酸化防止剤を含有することができる。
コポリマ−およびPPD−Tホモポリマーは、使用する
とき、便利には任意のよく知られた重合法、例えば、米
国特許第3,869,429号中に教示されている方法
により製造することができる。本発明のコポリマーを製
造する1つの方法は、lモルのp−7エニレンジアミン
を約lモル%の塩化カルシウムおよび約2.5QのN−
メチル2−ピロリドンからなる溶媒系中に溶解し、次い
で合計lモルのテレフタ口イルクロライドおよびクロロ
テレフタ口イルクロライドのブレンドを撹拌しかつ冷却
しながら添加することを包含する。
二酸クロライドの添加は、通常2工程で達或されー第l
添加工程は合計の約25〜35重量%であり、そして第
2添加工程は、系を約15分間混合した後、実施する。
第2添加後、系を冷却して温度を約75℃以下に維持す
る。連続に的撹拌しながら、コポリマーはゲル化し、次
いで塊になり、そして、少なくとも30分後、生ずる塊
様コポリマーを撹拌せずに数時間放置し、次いで水中で
数回洗浄し、そして約100−150℃において炉内で
乾燥する。本発明の他のコボリマーは、上に概説した方
法に従い、クロロテレフタ口イルクロライドのモル分率
を合計の酸塩化物に基づいて0.05〜1.0とすると
き、製造することができる。
コボリマーが約85モル%より多いクロロテレフタルア
ミドを含有するとき、コボリマーはゲル化せず、そして
塊は形成しない一一重合が完結に進行するにつれて、反
応系は単に非常に粘性になる.ポリマーの分子量は、多
数の条件に依存する。
例えば、高分子量のポリマーを得るために、反応戊分お
よび溶媒は不純物を含有せず、そして合計の反応系は出
来るだけ低く、少なくとも0.03より小さくあるべき
である。実質的に等しいモル数のジアミンおよび二酸ク
ロライドを使用して、最高の分子量を保証するように注
意すべきである。
本発明のポリマーは、また、連続的重合により製造する
ことができ、そして他の溶媒、例えば、テトラメチル尿
素、ジメチルアセタミド、ヘキサメチルホスホルアミド
などを単独であるいはNメチル−2−ビロリドンと組み
合わせて使用することができる。無機塩類を溶媒に添加
して、コポリマーが形戒するときコポリマーの溶液の維
持を促進することは好ましいことがあるが、第四アンモ
ニウム塩類を、また、コポリマーの溶液の維持に有効で
あることが分かった。有用な第四アンモニウム塩は、次
のものを包含する:メチノレトリn−プチルアンモニウ
ムクロライド、メチルトリーn−プロビルアンモニウム
クロライド、テトラ−n−プチルアンモニウムクロライ
ド、およびテトラーn−プロビルアンモニウムクロライ
ド。
本発明の糸は、コポリマーまたはポリマーのブレンドの
ドープを、乾式噴射湿式紡糸方法、例えば、米国特許第
3,767.756号中に教示されている方法により、
押出すことによって作られる。
ドープは適切な量のポリマーを適当な溶媒中Iこ溶解す
ることによって調製することができる。硫酸、クロロ硫
酸、フル才口硫酸およびこれらの酸の混合物は適当な溶
媒として同定することができる。硫酸は非常に好ましい
溶媒でありそして、般に、98重量%以上の濃度におい
て使用すべきである。しかしながら、クロロテレフタル
アミドのモル分率を増加すると、より少ない濃硫酸を使
用することができる。ポリマーは酸中に溶媒の100m
ff当たり少なくとも40g1好ましくは43g以上の
ポリマーの量で溶解すべきである。酸溶媒の25℃にお
ける密度は、次の通りである=98%のHtSOい l
 − 83g/mQ ; HSOsCt,i.79g/
mQ ;およびHSO,F,1.74g/mQ. 紡糸液の調製前に、コボリマーおよびホモポリマー、使
用する場合、および他の戊分を、好ましくは1重量%の
水以下に、注意して乾燥すべきである:ポリマーおよび
溶媒は乾燥条件下に一緒にし、モしてドープは乾燥条件
下に貯蔵すべきである。大気の湿気を排除するように注
意すべきである。ドープを混合し、そして実際に出来る
だけ低い温度に保持して、それらを液状に維持してポリ
マーの劣化を減少すべきである。ドープを90℃以上の
温度に暴露することは最小にすべきである。
ドープは、いったん調製すると、直ちに使用することが
できるか、あるいは将来の使用のために貯蔵することが
できる。貯蔵する場合、ドープは好ましくは凍結し、そ
して固体の形態で不活性雰囲気中で、例えば、乾燥窒素
下に貯蔵する。ドープを直ちに使用する場合、それを連
続的に調製し、そして紡糸口金に直接供給することは便
利であることがある。連続的な調製および直ちの使用は
、紡糸方法におけるポリマーの劣化を最小とする。
ドープは、典型的には、室温において固体である。特定
のボリマーで作ったドープの体積粘度は、所定の温度お
よび濃度についてポリマーの分子量の増加とともに増加
し、そしてドープの体積粘度はクロロテレ7タルアミド
のモル分率の増加とともに減少する。
ドープは、一般に、十分に流動性である温度において押
出すことができる。劣化の程度は時間および温度に依存
するので、温度は出来るだけ低いことが重要である。約
90℃以下の温度は好ましく、そして約75〜85℃の
温度を通常使用する。
より高い温度はなんらかの理由で要求されるか、あるい
は望ましいことがある場合、処理装置はドープがより高
い温度に最短時間の間暴露されるように設計すべきであ
る。
本発明の糸の製造に使用するドープは光学的に異方性で
あり、すなわち、ドープの顕微鏡的領域は複屈折であり
、モしてドープの塊状試料は平面の偏光を偏光解消する
。なぜなら、ドープの顕微鏡的領域の光透過の性質は方
向とともに変化するからである。本発明において使用す
るドープは、少なくとも部分的に、異方性であることが
重要であると信じられる。
ドープは直径が0.025〜0.25mmの範囲の、ま
たは多分わずかに大きいかまたは小さい、オリフィスを
もつ紡糸口金を通して押出す。オリフィスの数、大きさ
、形状、および立体配置は臨界的ではない。押出された
ドープは非凝固性流体の層を通して凝固浴中に運ばれる
。流体層中にある間、押出されたドープはその初期の長
さの1倍程度にわずかから15倍程度に大きく伸長され
る(紡糸伸長ファクター)。流体層は一般に空気である
が、任意の他の不活性ガスであるか、あるいはドープに
対して非凝固性である液体であることさえできる。非凝
固性流体は、一般に、0.1〜10cmの厚さである。
凝固浴は水性であり、そして純粋な水またはブラインか
ら、70%程度に高い濃度の硫酸である。
浴の温度は凍結から約28℃までであるか、あるいは多
分わずかに高い温度までの範囲であることができる。凝
固浴の温度は好ましくは約10℃以下、より好ましくは
5℃以下に保持して、最高の初期強さをもつ繊維を得る
押出されたドーブを凝固浴を通して運ぶとき、ドープは
凝固して水膨潤した繊維になり、そしてすぐ乾燥するか
、必要に応じて、熱処理することができる。繊維は、乾
燥繊維材料に基づいて、約20−100%の水性凝固媒
質を含有し、そして本発明の目的に対して、よく洗浄し
て塩および酸を膨潤した繊維の内部から除去しなくては
ならない。繊維を洗浄する溶液は純粋な水であるか、あ
るいはわずかにアルカリ性であることができる。
洗浄は繊維のスプールを洗浄浴中に浸漬するか、あるい
は繊維を洗浄液の浴または噴霧に通過させることによっ
て実施することができる。紡糸方法からの塩および酸の
残留物の出来るだけ多くを除去するように注意すべきで
ある。
本発明の熱処理および高い張力の乾燥は、決して乾燥し
ていない繊維について実施し、そして本発明の目的に対
して、「決して乾燥していない」は、熱処理または張力
下の乾燥の作業前に、繊維は新しく紡糸されかつ20%
の湿気より少なく決して乾燥されないことを意味する。
決して乾燥していない繊維は、ボリマーの重量に基づい
て、20−100%の湿気を有することができる。前に
乾燥した繊維は本発明のために首尾よく熱処理または張
力下に乾燥することができると信じられない。なぜなら
、張力下の熱旭理および乾燥は、構造体が乾燥されかつ
詰まった繊維に並ぶときにかつ構造体が水の除去により
潰れる前に、ポリマー分子について実施するときにのみ
、有効であるからである。
高い張力の乾燥は、決して乾燥していない繊維に10O
〜250°0、好ましくは160〜180℃の温度にお
いてl−12g/デニールの張力を15〜25秒間かけ
ることによって実施される。
好ましい張力は2〜6g/デニールであり、そして温度
および時間は約8〜14%の糸の最終湿気を達或するた
めに前述の範囲内に選択すべきである。高い張力の乾燥
は、便利には、決して乾燥していない繊維を水蒸気加熱
したロールの上に数回巻き付けることによって実施され
、巻き付けの回数は所望の乾燥時間を達戊するように選
択する。
熱処理は、決して乾燥していない繊維を炉内で250〜
500℃の温度に1.5〜12秒間1〜12g/デニー
ルの張力下に暴露することによって実施される。好まし
い条件は2〜6g/デニルにおいて2〜8秒間350〜
4 0 0 ’(!である。
試験手順 固有粘度。固有粘度(IV)は、次の等式により定義さ
れる: ■v= r n (t、+) /c ここでCはボリマー溶液の濃度(100mffの溶媒中
の0.5gのポリマー)であり、モして▼tel(相対
粘度)は毛管粘度計中で30℃において測定してボリマ
ー溶液と溶媒の流れ時間の間の比である。報告しかつこ
こにおいて特定する固有粘度の値は、濃硫酸(96%の
Ht s 0 4 )を使用して決定する。
引張り性質。引張り性質について試験した糸は、まス、
コンディショニングし、次いでl.lのツイスト・マル
チプライアー(twist  multiplier)
に撚る。糸のツイスト・マルチプライアー(TM)は、
次のように定義される:TM− (撚り/インチ)/(
5315/糸のデニール)引/2 試験すべき糸を25℃、55%の相対湿度において最小
14時間コンディショニングし、そして引張り試験をそ
れらの条件において実施する。強力(切断強力)、伸び
(切断伸び)、およびモジュラスインストロンEM機(
Instron  Engineering  Cor
p−、マサチュセツツ州力冫トン)で試験糸を切断する
ことによって決定する。
強力、伸び、および初期モジュラス(A S TMD2
101−1985において定義されるように)は、25
.4cmの糸のゲージ長さおよび50%応力/分の伸び
速度を使用して決定する。モジュラスは応力一歪曲線の
勾配から1%の歪において計算し、そして1%の歪にお
ける応力(g)(絶対)XIOO/試験糸のデニールに
等しい。
デニール。糸のデニールは糸の既知の長さを秤量するこ
とによって決定する。デニールは糸の9000mの重量
(g)として定義される。
実際の実施において、糸の試料の測定したデニール、試
験条件および試料の識別を、試験の短時間前に、コンピ
ューターに供給する;コンピュー夕−は、糸が切断され
るとき、糸の荷重一伸び曲線を記録し、次いで性質を計
算する。
加水分解安定性。加水分解安定性は、水性アルカリ性の
環境にある時間の間暴露後、保持されるt. 切断強さ(強力)の百分率として報告される。この試験
を実施するために、ある長さの仕上げた糸の一部分を水
酸化ナトリウムの10%の水溶液中に95℃において2
0時間浸漬し、次いで糸をよく洗浄し、そして非張力下
に周囲温度において乾燥する。強力の決定は処理した糸
(T1)および、対照として、未処理の糸(T2)につ
いて実施する。加水分解安定性は、次の通りである:加
水分解安定性一(T+) / (T2) x 1 0 
0次の実施例において、特記しない限り、すべての量は
モル%またはモル比である。
実施例A この実施例は、テレフタロイルクロライドの塩素化およ
び引き続く4一段階の蒸留による2−クロロテレフタロ
イルクロライド(CITTCI)および2,5−ジクロ
ロテレフタ口イルクロライド(DCITC+)の調製を
説明する。
高い純度(TCI)を、塩素ガスで反応器内で塩化第二
鉄の存在下に150℃において24時間塩素化した。生
ずる塩素化生成物はほぼ50%のTCI,37%のCI
TCIおよび13%のDCITc+であった。塩素化生
或物を60トレーの塔で蒸留し、そして2つの留分に分
離した:ほぼ60重量%の重質留分、25/26/18
のTC1/C I TC l/DC I TC +を含
有する、およびほぼ40重量%の軽質留分、78/9/
13のTC 1/C ITC I/DC ITc lを
含有する。
CITCIに富んだ留分を蒸留し、そしてほとんどCI
TCIおよびDC I Te lおよび微量のTC!を
含有する重質留分、およびほとんどTCIおよび約1%
のCITCIを含有する軽質留分に分離した。2段階の
蒸留からの重質留分をフラッシュ蒸留して少量のタール
物質を除去した。フフッシュ蒸留物を再蒸留し、そして
99.7/0.3のc ITc I,/pc lTe 
lを含有する重質留分および3/97/<0.3のTC
 I/C I TC 1/DC I TC +を含有す
る軽質留分に分離した。
実施例B 95/5のPPD−T/C I Tコボリマーの調製こ
の実施例は、大型の撹拌した反応器において低温のポリ
縮合による95/5のコポリ(p−フエニレテレフタル
アミド/2−クロロテレフタルアミド)(PPD−T/
C IT)の調製を説明する。
撹拌した反応器内で窒素下に、11.4ガロンの無水N
−メチルビロリドン(NMP) 、2 7 61g (
25.53モル)のp−フェニレンジアミン(PPD)
、および3854g (34.72モル)の無水塩化カ
ルシウムを主要な撹拌機で室温において3時間撹拌し、
すべての塩およびジアミンを溶解した。この混合物を5
℃に冷却し、そして1816g (8.95モル)のテ
レフタロイルクロライド(TCI)を急速に添加した。
この混合物を周囲温度において10分間撹拌し、そして
5°Cに冷却した。3140 (15.47モル)のテ
レフタロイルクロライドおよび287g (1.21モ
ル)の2−クロロテレフタロイルクロライド(CITC
I)を含有する二酸クロライドの混合物を急速に添加し
た。生ずる混合物を窒素下に周囲温度における撹拌した
。第2段階の酸塩化物を添加してボリマーの粒子大きさ
を減少した後3〜8分で、二次撹拌機/チョッパーを活
性化した。
混合物の温度は70℃より低く、好ましくは65℃であ
った。重合混合物を主要な撹拌機およびチョッパーでさ
らに200〜300分間撹拌し、そして窒素下に反応器
内で撹拌せずに室温において一夜放置した。次いで、ポ
リマー混合物を反応器から排出した。(次の実施例に示
すようにある場合において、放置後ポリマー混合物をさ
らに反応器の撹拌機およびチョッパーで窒素下に撹拌し
てポリマー混合物を破壊しt;後、排出することが必要
であった。)ボリマー混合物を洗浄し、そして35ガロ
ンの脱イオン水とともに25回洗浄してポリマーを単離
した。単離したポリマーをp H > 6に中和し、そ
して+20℃において真空下に乾燥した。乾燥ポリマー
の固有粘度は7.7dl/gであった。
実施例C 90/10のPPD−T/CITコポリマーの調この実
施例は、90/10のコポリ(p−7エニレテレフタル
アミド/2−クロロテレフタルアミド)の調製を説明す
る。
実施例Bの手順を反復したが、ただし第2段階の添加の
酸塩化物は、2896g (14.26モル)のテレフ
タロイルクロライドおよび567g(2.39モル)の
2−クロロテレフタ口イルクロライドを含有し、そして
ボリマー混合物を撹拌機およびチョッパーで180分間
撹拌し、窒素下に一夜放置し、モしてさらに120分間
混合した後、反応器から排出した。こうして得られたポ
リマーは、7.63dl/gの固有粘度を有した。
実施例D 8 0/2 0のPPD−T/C I Tコポリマーの
調この実施例は、8 0/2 0のコポリ(p−フエニ
レテレフタルアミド/2−クロロテレ7タルアミド)の
調製を説明する。
実施例Bの手順を反復したが、ただし第2段階の添加の
酸塩化物は、2415g (11.90モル)のテレフ
タ口イルクロライドおよび1135g(4.80モル)
の2−クロロテレフタロイルクロライドを含有し、そし
てポリマー混合物を撹拌機およびチョッパーで195分
間撹拌した。最大反応温度は61′Cであった。ボリマ
ー混合物を窒素下に一夜放置し、そしてさらに60分間
混合した後、反応器から排出した。こうして得られたポ
リマーは、5.88dl/gの固有粘度を有しIこ 。
実施例E 7 0/3 0のPPD−T/CITコポリマーの調艷 この実施例は、70/30のコポリ(p−フエニレテレ
フタルアミド/2−クロロテレフタルアミド)の調製を
説明する。
実施例Bの手順を反復したが、ただし第2段階の添加の
酸塩化物は、1859g (9.16モル)のテレフタ
口イルクロライドおよび1779g(749モル)の2
−クロロテレフタ口イルクロライドを含有し、モしてポ
リマー混合物を撹拌機およびチョッパーで230分間撹
拌し、窒素下に一夜放置し、そしてさらに90分間混合
した後、反応器から排出した。こうして得られたボリマ
ーは、5.9dl/gの固有粘度を有した。
実施例F 6 0/4 0のPPD−T/C I Tコボリマーの
調製 この実施例は、60/40のコポリ(p−7エニレテレ
7タルアミド/2−クロ口テレフタルアミド)の調製を
説明する。
実施例Bの手順を反復したが、ただし第2段階の添加の
酸塩化物は、1354g (6.67モル)のテレフタ
ロイルクロライドおよび2372g(9.99モル)の
2−クロロテレフタロイルクロライドを含有し、そして
ボリマー混合物を撹拌機およびチョッパーで114分間
撹拌し、そして一夜の放置または追加の混合なしに反応
器から排出した。こうして得られたボリマーは、5.4
dl/gの固有粘度を有した。
実施例G,H% I これらのコポリマーを調製するため、実施例Bの手順を
反復したが、t;だし酸塩化物を3つの段階で添加した
;一一各々の添加は30、35、および35重量%の合
計の酸塩化物を含有した。下表において、TCIおよび
CITCIの合計量、ならびに各段階の添加におけるT
CIの重量%および各コポリマーの固有粘度を表示する
TCI(%/段階) TCI(g)  胆整2  第3  CITCI(g)
  IV(dl/g)G  2569  60  20
   20   2772    4.7H  202
1  713  12   12   3404   
 5.21  1409  87   6.5  6.
5  3833    3.9実施例J この実施例は、ポリ(p−7ェニレンクロ口テレフタル
アミド)の調製を説明する。実施例Bの手順を反復した
が、ただし1 260g (l l.65モル)のPP
Dおよび20 14g (16.14モル)の無水塩化
カルシウムを主要な撹拌機で室温において3時間撹拌し
、すべての塩/ジアミンを溶解し、そして第l段階のた
めの酸塩化物は950g (4.01モル)のCITC
Iであり、そして第2段階は1812g (7.65モ
ル)のCITcIであった。この溶液は5分以内に粘性
となったが、ポリマーはゲル化または沈澱しなかった。
重合混合物を窒素下に周囲温度においてわずかに150
分間主要な撹拌機で撹拌した。水を少しずつブレンダー
内の反応混合物に添加して、ポリマーを沈澱させた。次
いで、沈澱した繊維のボリマーを洗浄し、そして35ガ
ロンの水とともに25回濾過してボリマーを単離した。
単離したポリマーをpH>8に中和し、そして真空下に
l200Cにおいて乾燥した。こうして得られたポリマ
ーの固有粘度は4.2dl/gであった。
実施例K 95/5のPPD−T/DCITコポリマーの調! この実施例は、大型の撹拌した反応器において低温のボ
リ縮合による95/5のコボリ(p  7エニレテレフ
タルアミド/ジクロロテレフタルアミド’)(PPD−
T/DCIT)の調製を説明する。
この実施例のジクロ口コポリマーを調製するために、実
施例Bの手順を正確に同一の種類および量の材料を使用
して反復したが、ただし3116g (15.34モル
)のTCIおよび357g(1.308モル)のジクロ
ロテレフタ口イルクロライド(DC I Te l)を
第2添加工程において添加した。乾燥したボリマーの固
有粘度は6.2dl/gであった。
実施例L 90/10のPPD−T/DCITコボリマーの調製 この実施例は、大型の撹拌した反応器において低温のポ
リ縮合による90/10のコポリ(pフェニレテレフタ
ルアミド/ジクロロテレフタルアミド)(PPD−T/
DCIT)の調製を説明する。この実施例のジクロ口コ
ボリマーを調製するために、実施例Kの手順を正確に同
一の種類および量の材料を使用して反復したが、ただし
第2段階の添加は2851g (14.04モル)のT
elおよび714g(2.63モル)のジクロロテレフ
タロイルクロライド(DC ITc +)を含有した。
酸塩化物混合物を200分間撹拌し、窒素下に一夜貯藏
し、そして反応器中に排出した。
こうして得られたポリマーの固有粘度は5.6dl/g
であった。
実施例M 82/18のPPD−T/DC I Tコポリマーの色
皇 この実施例は、大型の撹拌した反応器において低温のボ
リ縮合による82/1gのコポリ(p −フェニレテレ
7タルアミド/ジクロ口テレフタルアミド)の調製を説
明する。この実施例のジクロロコポリマーを調製するた
めに、実施例Kの手順を正確に同一の種類および量の材
料を使用して反復したが、ただし第2段階の添加は24
28g (11.96モル)のTCIおよび1282g
 (4.72モル)のジクロ口テレフタロイルクロライ
ド(DC I Te l)を含有した。酸塩化物混合物
を235分間撹拌し、窒素下に一夜貯蔵し、そして反応
器中に排出した。ポリマーの固有粘度は4.8dl/g
であった。
実施例N この実施例は、塩素化生成物の第1段階の蒸留から得る
ことができる酸塩化物の混合物からのPPD−T/C 
I T/DC I Te lコポリマーの調製の可能性
を説明する。実施例Bの手順を反復したが、ただしTC
I,CITCIおよびDCITelを79.5/16/
4.5のモル比で混合することによって調製した。こう
して得られたポリマーは4.2d l/gの固有粘度を
有した。
実施例1〜2(対照) この対照例は、米国特許第3.767,756号(Bl
ades)および米国特許第4.340.559号(Y
 a n g)に記載されている紡糸方法に従い調製し
たポリ(p−フエニレンテレフタルアミド)(PPD−
T)の繊維の加水分解安定性が、熱処理により改良され
ることを説明する。紡糸溶液を6.3dl/gの固有粘
度のPPD−Tボリマーから100.1%の硫酸中の1
9.4it量%のPPD−Tの濃度で調製し、そしてこ
の溶液を約800(!において紡糸口金を通して押出し
た。
押出したフィラメントを0.64cm(0.25インチ
)の空気に通過させ、次いで水およびl〜5重量%のH
,So.から戊る、2℃に維持しI;凝固液に通過させ
た。洗浄し、中和し、そして約0.5〜0.7g/デニ
ールの入口張力で水蒸気加熱したロール上で乾燥した後
、乾燥した糸を250ypmの速度で巻き取った。紡糸
したばかりの糸は、l.5dpfにおいて公称400デ
ニールを有した。それは23.5g/デニールの強力、
3.4%の切断点伸び、および7 0 6 g/デニー
ルの初期モジュラスの引張り性質を有した。この糸の試
料を、10重量%のNaOH溶液中に95℃において2
0時間浸漬することによって加水分解安定性について試
験した。こうして加水分解した糸を室温において水でよ
く洗浄し、モして0の張力で放置乾燥した。加水分解し
た糸は5.0g/デニールの保持強力、すなわち、加水
分解前のその強力の21.3%の保持を与えた。
上と同一条件下に、ただし繊維を乾燥せず、決して乾燥
していない糸を管状炉に350〜400℃において6秒
間通過させた。張力状炉の入口における糸の張力は、約
1200g (約3g/デニール)に維持した。生ずる
糸は、21.5g/デニールの強力、2.5%の切断点
伸び、および910g/デニールの初期モジュラスの引
張り性質を与えた。糸についての加水分解安定性の試験
は、9.1g/デニールの保持強力、すなわち、42.
5%の強力の保持を生じた。糸の性質を実施例lにおけ
るように表1に要約する。
同一紡糸および熱処理の条件下に、ただし糸の直線密度
を減少し、214デニール/0.75dpfの熱処理し
た糸を調製した。この糸は、24.5g/デニールの強
力、2.3%の切断点伸び、および1091g/デニー
ルの初期モジュラスの引張り性質を与えた。10%のN
aOH溶液中で95℃において20時間加水分解すると
き、それは15.1g/デニールの保持強力、すなわち
、61.6%の強力の保持を生じた。糸の性質を実施例
2におけるように、同様な糸のデニールおよびデニール
/フィラメントの他の繊維との比較のため、表2に要約
する。
実施例3〜l7 PPD−T/C I Tの繊維 これらの実施例は、2.5〜70モル%のCITを含有
する熱処理したPPD−T/CIT繊維の改良された加
水分解安定性をさらに説明する。
表1および表2に示すように、実施例lおよび2の方法
を反復したが、ただし出発ポリマーを変化させた。理解
することができるように、本発明の熱処理したPPD−
T/CIT繊維は、PPD−Tホモポリマーの繊維より
高い保持された強力および強力の保持を与え、そして少
なくとも10モル%のCITを有するこのような繊維は
非常に高い保持された強力および強力の保持を与えた。
実施例18〜24 PPD−T/C I T/DC I Tの繊維これらの
実施例は、PPD−Tホモポリマーの繊維を越えた、熱
処理したPPD−T/C I T/DCIT繊維の同様
な加水分解安定性の改良を説明する。熱処理を包含する
、実施例lおよび2の方法を反復したが、ただし種々の
量のCITおよびDCITを含有するコポリアミドを、
表3に示すように、使用した。熱処理したコポリアミド
は、10%のNaOH溶液中で95℃において20時間
アルカリ性加水分解後、同様な紡糸および熱処理条件下
に調製したPPD−Tホモポリマーより、保持された強
力および強力の保持%の大きい値を与えた。
実施例25〜32 これらの実施例は、米国特許第4,726.922号(
Cochran  et  a’l.)に記載されてい
る方法に従う繊維の調製の間、高い張力の乾燥により調
製された繊維の加水分解安定性を比較する。実施例lお
よび2の方法を反復したが、ただし紡糸したばかりの糸
の乾燥は0.5〜0.7g/デニールでな<2.5g/
デニールの張力において実施した。10%のNaOH溶
液中で95℃において20時間アルカリ性加水分解する
と、少なくとも10モル%のPPD−T/C I T繊
維のすべては、同一乾燥条件下に、PPD−Tホモポリ
マーより保持された強力および強力の保持%の大きい値
を与えた。結果を表4に示す。
実施例33〜34 PPD−T/CIT対PPD−TおよびPPDこれらの
実施例は、8 0/2 0のPPD−T/CIT対PP
D−TおよびPPD−CITの80/20のブレンドか
ら調製された繊維の引張り性質および加水分解安定性を
比較する。
実施例33において、実施例lの手順を反復したが、た
だし8 0/2 0のPPD−T/C I Tコポリマ
ーを出発材料として使用した。l9,4%のポリマーの
濃度中の100.1%のH2So.中のコポリマーの異
方性溶液を調製し、そして800Cにおいて0.25イ
ンチの空気のギヤ・ノブを通して水の凝固浴中に押出し
て、連続フィラメントの糸を形成した。紡糸しt;フィ
ラメントを水で洗浄し、そして希水酸化ナトリウム溶液
で回転するロール上で中和した。紡糸したばかりの糸を
プラスチンクのボビン上に200ypmにおいて巻き取
った。糸はI.5dpfにおいて40フィラメントを含
有した。それをポリエチレンのノく・ング中に保持して
、その乾燥を防止した。それを後に熱いシューの上で4
10℃において2.5g/デニールの張力下に6秒間熱
処理した。これらの熱処理した糸の引張り性質および加
水分解安定性を、表5に要約する。
実施例34において、80重量%のPPD−Tおよび2
0重量%のPPD−C ITを含有するポリマーのブレ
ンドを出発材料として使用した。連続フィラメントの糸
を、実施例33において使用したのと同一の方法により
調製した。紡糸したばかりの糸を、また、ポリエチレン
のバッグ中に保持した。それを実施例33において使用
したのと同一条件下に後に熱処理した。これらの熱処理
した糸の引張り性質および加水分解安定性を、表5に要
約する。
実施例35 実施例Jに記載されているようj.:PPD−CITホ
モポリマーから100.1%のH2SO4中の19.4
%のボリマー濃度において、異方性溶液を調製した。こ
の溶液を、実施例lにおいて使用した方法に類似する方
法で、80℃において押出して、連続フィラメント糸を
形威した。紡糸したばかりの糸のアルカリ性加水分解は
、9.0g/デニールの保持された強力および52.0
%の強力の保持を生じた。水蒸気/窒素雰囲気中で3g
/デニールの張力下に6秒間300℃において熱処理し
た後、強力は18.8g/デニールであり、そして加水
分解安定性の試験は16.2g/デニールの保持された
強力および86,1%の強力の保持を生じた。
この実施例は、PPD−CITホモポリマーから調製し
た熱処理繊維の引張り性質および加水分解安定性を表す
本発明の主な特徴および態様は、次の通りである。
l1芳香族ポリアミドが芳香族ジアミンおよび芳香族二
酸クロライドの反応生成物であり、そして芳香族二酸ク
ロライドの少なくとも10モル%はクロロテレフタロイ
ルクロライドである、高い加水分解安定性の芳香族ポリ
アミドの糸であって、前記糸は18g/デニールおよび
60%より大きい加水分解安定性を示すことを特徴とす
る、芳香族ポリアミドの糸。
2、芳香族二酸クロライドの少なくとも20モル%はク
ロロテレフタロイルクロライドである、上記第1項記載
の糸。
3、クロロテレフタロイルクロライドは70モル%より
多いモノクロaテレ7タ口イルクロライドである、上記
第1項記載の糸。
4、クロロテレ7タ口イルクロライドは70モル%より
多いジクロロテレ7タ口イルクロライドである、上記第
1項記載の糸。
5、クロロテレフタロイルはジアミンおよびテレフタロ
イルクロライドとクロロテレフタ口イルクロライドとの
組み合わせのコポリマー中に存在する、上記第l項記載
の糸。
6、クロロテレフタロイルはホモポリマーのブレンドの
1つのホモポリマー中に存在する、上記第1項記載の糸
7、芳香族ポリアミドはPPD−T/CITである、上
記第1項記載の糸。
8、芳香族ポリアミドはPPD−T/DC ITである
、上記第1項記載の糸。
9、芳香族ポリアミドはPPD−T/CIT/DCIT
である、上記第1項記載の糸。
IO、芳香族ポリアミドはPPD−TおよびPPD−C
ITである、上記第1項記載の糸。
11、強力は20g/デニールより大きく、そして加水
分解安定性は70%より大きい、上記第1項記載の糸。
12、芳香族二酸クロライドの少なくとも20モル%は
クロロテレフタ口イルクロライドである、上記第11項
記載の糸。
13、コポリ(p−フェニレテレフタルアミド/クロロ
テレ7タルアミト)はp−7エニレンジアミンおよび二
酸クロライドの反応生成物であり、前記二酸クロライド
はテレフタ口イルクロライドおよびクロロテレフタロイ
ルクロライドから選択され、そして前記二酸クロライド
の少なくとも10モル%はクロロテレフタロイルクロラ
イドである、高い加水分解安定性のフポリ(p−7エニ
レテレ7タルアミド/クロロテレフタルアミド)の糸で
あって、前記糸の加水分解安定性および強カは、同一方
法によるがポリ(バラフェニレンテレフタルアミド)の
ホモポリマーを使用して作られた、同一寸法の糸の加水
分解安定性および強力より大きいことを特徴とする、コ
ポリ(p−7エニレテレフタルアミド/クロロテレフタ
ルアミド)の糸。
l4、芳香族ポリアミドが芳香族ジアミンおよび芳香族
二酸クロライドの反応生成物であり、そして芳香族二酸
クロライドの少なくとも10モル%はクロロテレフタロ
イルクロライドである、高い加水分解安定性の芳香族ポ
リアミドの糸を作る方法であって、工程: 芳香族ポリアミドを前記ポリアミドの溶媒中に異方性溶
液を生ずる量で溶解して、紡糸液を形成し、 前記紡糸液をオリフィスから不活性の非凝固性流体を通
して、凝固浴中にかつそれを通して押出して、フィラメ
ントを形或し、 前記フィラメントを洗浄して残留する溶媒を除去し、そ
して 乾燥フィラメントの重量に基づいて20−100%の水
を含有する洗浄しI;フィラメントを、1〜12g/デ
ニールの張力下に、250〜500℃の温度において加
熱した雰囲気に1.5〜15秒間暴露することによって
熟処理する、からなることを特徴とする、高い加水分解
安定性の芳香族ポリアミドの糸を作る方法。
15、芳香族ポリアミドが芳香族ジアミンおよび芳香族
二酸クロライドの反応生成物であり、そして芳香族二酸
クロライドの少なくとも10モル%はク11ロテ1ノフ
タ口イルクロライドである、高い加水分解安定性の芳香
族ポリアミドの糸を作る方法であーっで、王程: 芳香族ポリアミドを前記ポリアミドの溶媒中に異方性溶
液を生ずる量で溶解して、紡糸液を形威し、 前記紡糸液をオリフィスから不活性の非凝固性流体を通
I7て、凝固浴中にかつ+−t’+を通して押出して、
フィラメン1・を形成し、 前記フィラメン1・を洗浄1,て残留ずる溶媒を除去し
、そし,で 乾燥フィラメントの重量に汰づい丁20−100%の水
を含有する洗浄したフィラメントを、l〜12g/デニ
ールの張力下にl00〜250℃の温度において乾燥す
る、 からなろことを特徴とする、高い加水分解安定性の芳香
族ポリアミドの糸を作る方法。
l6、芳香族二酸クロライドの少なくとも20モル%l
etク口口テレフタ「1イルクロライドである、」二記
第14項記載の方法。
l7、クロロテ1/フタ口イルタ口ライドは70モル%
より多い千ノクl7[7テレフタ「Jイルク[ffライ
ドである、上記第14項記載の方法。
18、クロロテレフタロイルク11ライドは70そル%
ヨリ多いジク口口テレフタ「Jイルクロライドである、
上記第14項記載の方法。
19、クrIIl+テレ7タ口イルはジアミンおよびテ
レフタ口イノレクロ〉イドとクロロテレフタ口イルクロ
ライドとの組み合わせのコボリマー中に存在ずる、]一
記第l4項記載の方法3,20、クロロテレフタロイル
はホモボリマ一のブレンドの1つのホモポリマー中に存
在する、1−記第14項記載の方法。
21,労香族ポリアミドはPPD−T/CITである、
上記第14項記載の方法。
22、芳香族ポリアミドはP P D−Tおよび■)P
D〜CITである、上記第14項記載の方法。
23、強力は20g/デニールより大きく、そして加水
分解安定性は70%より大きい、」二記第14項記載の
方法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、芳香族ポリアミドが芳香族ジアミンおよび芳香族二
    酸クロライドの反応生成物であり、そして芳香族二酸ク
    ロライドの少なくとも10モル%はクロロテレフタロイ
    ルクロライドである、高い加水分解安定性の芳香族ポリ
    アミドの糸であって、前記糸は18g/デニールおよび
    60%より大きい加水分解安定性を示すことを特徴とす
    る、芳香族ポリアミドの糸。 2、コポリ(p−フェニレテレフタルアミド/クロロテ
    レフタルアミド)はp−フェニレンジアミンおよび二酸
    クロライドの反応生成物であり、前記二酸クロライドは
    テレフタロイルクロライドおよびクロロテレフタロイル
    クロライドから選択され、そして前記二酸クロライドの
    少なくとも10モル%はクロロテレフタロイルクロライ
    ドである、高い加水分解安定性のコポリ(p−フェニレ
    テレフタルアミド/クロロテレフタルアミド)の糸であ
    って、前記糸の加水分解安定性および強力は、同一方法
    によるがポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)のホ
    モポリマーを使用して作られた、同一寸法の糸の加水分
    解安定性および強力より大きいことを特徴とする、コポ
    リ(p−フェニレテレフタルアミド/クロロテレフタル
    アミド)の糸。 3、芳香族ポリアミドが芳香族ジアミンおよび芳香族二
    酸クロライドの反応生成物であり、そして芳香族二酸ク
    ロライドの少なくとも10モル%はクロロテレフタロイ
    ルクロライドである、高い加水分解安定性の芳香族ポリ
    アミドの糸を作る方法であって、工程: 芳香族ポリアミドを前記ポリアミドの溶媒中に異方性溶
    液を生ずる量で溶解して、紡糸液を形成し、 前記紡糸液をオリフィスから不活性の非凝固性流体を通
    して、凝固浴中にかつそれを通して押出して、フィラメ
    ントを形成し、 前記フィラメントを洗浄して残留する溶媒を除去し、そ
    して 乾燥フィラメントの重量に基づいて20〜100%の水
    を含有する洗浄したフィラメントを、1〜12g/デニ
    ールの張力下に、250〜500℃の温度において加熱
    した雰囲気に1.5〜15秒間暴露することによって熱
    処理する、 からなることを特徴とする、高い加水分解安定性の芳香
    族ポリアミドの糸を作る方法。 4、芳香族ポリアミドが芳香族ジアミンおよび芳書族二
    酸クロライドの反応生成物であり、そして芳香族二酸ク
    ロライドの少なくとも10モル%はクロロテレフタロイ
    ルクロライドである、高い加水分解安定性の芳香族ポリ
    アミドの糸を作る方法であって、工程: 芳香族ポリアミドを前記ポリアミドの溶媒中に異方性溶
    液を生ずる量で溶解して、紡糸液を形成し、 前記紡糸液をオリフィスから不活性の非凝固性流体を通
    して、凝固浴中にかつそれを通して押出して、フィラメ
    ントを形成し、 前記フィラメントを洗浄して残留する溶媒を除去し、そ
    して 乾燥フィラメントの重量に基づいて20〜100%の水
    を含有する洗浄したフィラメントを、1〜12g/デニ
    ールの張力下に100〜250℃の温度において乾燥す
    る、 からなることを特徴とする、高い加水分解安定性の芳香
    族ポリアミドの糸を作る方法。
JP2121070A 1989-05-10 1990-05-10 改良された加水分解安定性を有する繊維 Expired - Fee Related JP2897140B2 (ja)

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